KR100190219B1 - 페달 밟는 힘을 경감한 자전거 - Google Patents

Abstract

적은 밟는 힘으로 큰 회전구동력이 얻어지는 자전거를 제공한다.

차륜에 구동력을 부가하는 크랭크암(1)의 선단에 내부톱니바퀴(2)를 설치하는 동시에 이 내부톱니바퀴에 맞물려서 회전하는 외부톱니바퀴(5)를 설치한다.

내부톱니바퀴(2)와 외부톱니바퀴(5)의 기어비를 2 : 1로 설정한다.

또, 크랭크암(1)의 선단이 크랭크축(35)으로부터 앞쪽을 향하고, 또 내부톱니바퀴(2)의 크랭크축(35)으로부터 떨어진 쪽의 기어부(22)에 외부톱니바퀴(5)가 맞물린 상태로 페달(8)의 밟는 면(8a)이 상향이고, 거의 수평자세가 되도록 페달(8)을 외부톱니바퀴(5)에 고정한다.

Description

페달 밟는 힘을 경감한 자전거

제1도는 본 발명의 한 실시형태인 자전거를 표시하는 측면도.

제2도는 동 자전거의 크랭크의 커버를 벗긴 상태를 표시하는 사시도.

제3도는 (a)는 동 크랭크에서 크랭크암과 내부톱니바퀴를 조합시킨 부재의 평면도.

(b)는 동부재의 일부를 파단시킨 측면도.

제4도는 (a)는 동 크랭크에서의 링크의 평면도.

(b)는 동 링크의 단면도.

제5도는 (a)는 동 크랭크에서의 외부톱니바퀴와 페달을 조합한 부재의 평면도.

(b)는 동 부재의 일부를 파단시킨 측면도.

(c)는 동 부재의 정면도.

제6도는 (a)는 동 크랭크에서의 커버의 평면도.

(b)는 동 커버의 단면도.

제7도는 동 크랭크의 커버를 장착한 상태를 표시하는 사시도.

제8도는 동 크랭크의 동작을 표시하는 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 크랭크암 2 : 내부톱니바퀴

4 : 링크 5 : 외부톱니바퀴

8 : 페달 8a : 밟는 면

22 : 크랭크축으로부터 떨어진쪽의 기어부 35 : 크랭크축

25∼27 : 강제맞물림수단

본 발명은 적은 밟는 힘으로 구동할 수 있는 자전거에 관한 것이다.

[종래의 기술]

일반적으로 자전거는 페달을 밟음으로서 크랭크암을 회전시켜, 그 회전 구동력을 체인을 통해서 후륜에 전달하도록 되어 있다.

상기 페달은, 종래 상기 크랭크암의 선단에 고정된 지지축에 회전자재 하게 설치 되어있다.

[해결하고자하는 과제]

그러나, 이런 구성인 경우 차륜에 전달하는 회전구동력은, 페달을 밟는 힘과, 크랭크암의 기단을 체인휠에 연결하는 크랭크축으로부터 페달의 지지축까지의 거리(모멘트암)에 의해 결정되어 버리므로, 적은 밟는 힘으로 큰 회전구동력을 얻으려고 하면, 상기 크랭크축으로부터 페달의 지지축까지의 모멘트암을 길게해야만 한다.

그런데, 상기 모멘트암을 밟아주는 발의 원활한 회전동작을 보증하기 위해 최적의 값이 있어 그 이상 길게 할 수는 없다.

이 때문에 적은 밟는 힘으로 큰 회전구동력을 얻는 것이 곤란하였었다.

본 발명은 이와같은 과제를 해소하고 적은 밟는 힘으로 큰 회전구동력을 얻을 수 있는 자전거를 제공하는 것을 목적으로 한다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 페달 밟는 힘을 경감한 자전거는, 차륜에 구동력을 부가하는 크랭크암의 선단에 내부톱니바퀴를 설치하고, 이 내부톱니바퀴에 맞물려 회전하는 외부톱니바퀴를 설치하며, 상기 내부톱니바퀴와 외부톱니바퀴의 기어비를 2 : 1로 설정하고, 다시 상기 크랭크암의 선단이 크랭크암의 회전중심이 되는 크랭크축으로부터 전방으로 향하며, 또 상기 내부톱니바퀴의 상기 크랭크 축으로부터 떨어진 쪽의 기어부에 상기 외부톱니바퀴가 맞물린 상태에서, 상기 페달의 밟는 면이 상향이고, 대략 수평자세가 되도록 페달을 상기 외부톱니바퀴에 고정하고 있다.

본 발명의 자전거에 의하면, 밟을 때에 크랭크암의 선단이 앞쪽을 향해 크랭크암이 수평위치에 있을 때, 외부톱니바퀴는 내부톱니바퀴의 상기 회전축으로부터 떨어진 쪽, 즉 자전거 전방측의 기어부에 맞물리므로 페달의 밟는 힘의 모멘트암이 크랭크암의 회전축으로부터 내부톱니바퀴의 중심까지의 거리에 내부톱니바퀴의 중심으로부터 외부톱니바퀴의 중심까지의 거리를 더한 큰 값이 된다.

또, 이 상태에서 페달의 밟는 면이 상향으로 대략 수평자세로 되어있으므로, 페달을 지정없이 밟을 수 있다.

따라서, 적은 밟는 힘으로 큰 회전구동력이 얻어진다.

또, 상기 내부톱니바퀴와의 외부톱니바퀴의 기어비가 2 : 1이므로, 페달에 발을 올려놓고 페달의 밟는 면을 상향으로 규제한 상태에서 크랭크암을 1회전시키면 내부톱니바퀴 내를 외부톱니바퀴가 한바퀴만 공전함으로, 상기 크랭크암이 수직상향의 위치로부터 전방으로 회전해서 앞으로 기우린 자세가 되는 밟는 회전영역에 들어가면, 외부톱니바퀴는 내부톱니바퀴의 상기 회전축으로부터 떨어진 선단에 가까운 기어부에서 맞물리게 된다.

이로서, 밟는 회전영역내의 모든 곳에서 상기 모멘트암이 길어진다.

또, 본 발명의 한 실시형태에서는 상기 외부톱니바퀴의 축심에 기단부가 고정되고, 외부톱니바퀴의 직경방향으로 뻗는 페달암을 구비하며, 이 페달암의 선단에 상기 페달을 고정하고 있다.

이 페달암은 예를들면, 수평인 상기 기단부와, 수평인 선단부와, 이를 기단부와 선단부사이를 연결하는 연직면에 따라 연장된 중간부를 갖는 대략 S자상태로 굴정된 부재에 의해 형성된다.

이 구성에 의하면, 크랭크암이 임의의 회동위치에 있는 상태에서 페달로부터 발을 떼어도 페달의자중에 의해 외부톱니바퀴는 페달이 하위치로 되어 그 밟는 면이 상향수평이 되는 맞물림 위치까지 공전해서 정지하게 된다.

따라서, 재차 밟을 페달에 올려놓는 동작을 원활하게 할 수가 있다.

또, 다른 실시형태에서는 상기 내부톱니바퀴의 중심위치에 회전자재하게 링크를 설치하고 이 링크에 상기 외부톱니바퀴를 회전자재하게 설치하고 있다.

이 구성에 의하면, 외부톱니바퀴를 내부톱니바퀴에 대해 원활하게 공전시킬 수가 있다.

또, 다른 실시형태에서는 상기 내부톱니바퀴를 한쪽이 개방된 밑창이 있는 상자형으로 하고, 상기 내부톱니바퀴의 개방측을 덮는 커버를 상기 링크에 고정하고 있다.

이 구성에 따르면, 내부톱니바퀴가 밀폐되므로 내부톱니바퀴내로의 이물의 진입을 방지할 수 있고, 내부톱니바퀴와 외부톱니바퀴의 맞물림 동작을 원활하게 시킬 수가 있다.

또, 다른 실시형태에서는 상기 페달의 밟기 개시전에 상기 외부톱니바퀴를 상기 내부톱니바퀴에 대해 밟는 힘의 전달방향에 맞물리게 하는 강제 맞물림 수단을 구비하고 있다.

이 구성에 의하면, 페달의 밟기를 개시할 때에 외부톱니바퀴가 백러시에 상당하는 분만큼 이동해서 내부톱니바퀴에 접촉함으로써 톱니 마찰음이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

[실시의 형태]

본 발명의 실시형태를 도면에 따라 설명한다.

제1도에 있어서, 자전거는 차체 프레임(30)의 전부에 전륜(31)과 핸들(32)이, 후부에 후륜(33)이, 중앙부에 새들(34)이 각각 장착되어 있다.

차체프레임(30)에서의 새들(34)의 하방에는 크랭크축(35)이 회전자재하게 지지되어 있고, 이 크랭크축(35)에 크랭크암(1)이 고정되어 있다.

이 크랭크암(1)은 크랭크축(35)에 고정된 스플로켓(10)과 체인(11)을 통해서 후륜(33)을 회전시킨다.

제2도에 표시한 바와 같이 크랭크암(1)의 기부는, 그 회전축인 크랭크축(35)에 고정되어 있고, 그 크랭크암(1)의 선단에는 내부톱니바퀴(2)가 고정적으로 설치되어 있다.

제3도(a), (b)는 상기 크랭크암(1)의 선단에 내부톱니바퀴(2)를 일체로 형성한 부재의 정면도 및 일부를 판단한 측면도를 표시한다.

크랭크암(1)의 기부에는, 크랭크축(35)이 끼워맞추어지는 끼워맞추는 구멍(12)이 설치되어 있다.

내부톱니바퀴(2)는 축방향의 한쪽을 개방한 원형의 밑창이 있는 상자로 되어 있고, 그 밑벽(20)의 중심에는 축공(50)이 관통해서 형성되어 있다.

상기 축공(50)에는 제2도와 같이, 지축(3)을 통해서 판상의 링크(4)가 회전자재하게 지지되어 있다.

제4도(a), (b)는 상기 링크(4)의 정면도 및 부착상태의 단면도를 표시한다.

이 링크(4)는 거의 3각형의 판체로 되고, 그 중간위치에는, 상기 지축(3)이 압입되는 제1의 축지공(13)이 형성되고, 이 축지공(13)으로부터 약간 치우친 위치에는 후술하는 외부톱니바퀴(5)의 회전축(6)이 끼워지는 제2의 축지공(14)이 형성되어 있다.

제1의 축지공(13)에 압입된 지축(3)의 선단부에는, 내부톱니바퀴(2)의 밑벽(20)에 접촉하는 와셔(36)와 와셔(36)의 빠짐방지를 하는 C형 링(37)이 끼워 넣어져 있고, 이에 따라 지축(3)이 밑벽(20)에 대해 빠짐방지가 된 상태에서 회전자재하게 지지되어 있다.

또, 이 링크(4)의 3개소의 각부에는 후술하는 커버(9)는 나사로 고정하는 나사공(15)을 갖는 부착용 돌출부(4a)가 설치되어 있다.

상기 링크(4)의 축지공(14)에는, 상기 내부톱니바퀴(2)에 맞물려 회전 하는 외부톱니바퀴(5)의 회전축(6)이 끼워지고, 와셔(39)와 C형 링(40)에 의해 빠짐 방지가 되어 있다.

링크(4)와 외부톱니바퀴(5)사이에도 와셔(41)가 끼워져 있다.

이로인해 외부톱니바퀴(5)는 내부톱니바퀴(2)의 내주면을 공전하면서 자전할 수 있도록 링크(4)에 지지되어 있다.

상기 내부톱니바퀴(2)와 상기 외부톱니바퀴(5)의 기어비는 2 : 1로 설정 되어 있다.

이로서 외부톱니바퀴(5)가 내부톱니바퀴(2)를 1주만 공전하는 동안에, 외부톱니바퀴(5)는 1회전만 자전한다.

또, 상기 외부톱니바퀴(5)의 외향면의 중심위치에는 제2도 및 제5도와 같이 수평한 기단부(7a)로부터 구부려져서 연직면을 따라 뻗는 중간부(7b), 다시 수평한 선단부(7c)로 뻗는 대략 S자 상태로 구부린 페달암을 통해서 페달(8)이 고정되어 있다.

즉, 페달암(7)은 그 기단부(7a)가 상기 외부톱니바퀴(5)의 중심위치에 용접, 나사로 고착 또는 일체형성등에 의해 고착되고, 중간부(7b)가 외부톱니바퀴(5)의 직경방향으로 뻗고, 선단부(7c)가 상기 페달(8)의 중간부에 설치된 부착공(16)에 삽입되어 고정된다.

이 페달(8)은 제8도에 표시하는 바와 같이, 상기 크랭크암(1)의 선단이 크랭크축으로부터 전방을 향하는 자세 P1에 있어서, 상기 내부톱니바퀴(2)의 상기 크랭크축으로부터 가장 멀리 떨어진 쪽의 기어부(22)에 상기 외부 톱니바퀴(5)가 맞물린 상태에서 그 밟는 면(8a)이 상향으로 거의 수평자세가 되도록 고정된다.

상기 내부톱니바퀴(2)의 개방측은 제7도에 표시하는 바와 같이 커버(9)에 의해 피복된다.

제6도(a), (b)는 상기 커버(9)의 정면도 및 단면도를 표시한다.

이 커버(9)는 상기 내부톱니바퀴(2)에 중합하는 원판으로 이루어지고, 그 중합상태에서 상기 링크(4)의 나사공(15)에 겹쳐지는 3개의 나사 삽통공(17)과, 상기 페달암(7)의 상측 수평부(7a)를 관통시키는 암관통공(18)이 설치되어 있다.

제7도에 표시하는 상기 암관토옹(18)에 상기 페달암(7)의 수평부(7a)를 관통시켜 상기 각 나사삽통공(17)으로부터 상기 링크(4)와 대응하는 나사구멍(15)에 나사(19)를 꽃거나 또는 나사구멍(15)대신에 걸어맞추는 구멍을 만들고 커버(9)에 걸어맞추는 돌기를 만들어서, 이를 상기 걸어맞추는 구멍에 걸어맞추는 등 여러 가지의 고정수단에 의해 커버(9)가 링크(4)에 고정 된다.

상기 링크(4)는 상기 내부톱니바퀴(2)의 지축(3)을 중심으로 회전함으로, 이에 따라 상기 커버(9)도 내부톱니바퀴(2)의 지축(3)을 중심으로해서 회전하게 된다.

따라서, 상기 외부톱니바퀴(5)의 공전에 좌우되는 일 없이, 상기 내부톱니바퀴(2)내는 항상 상기 커버(9)에 의해 밀폐상태로 피복되게 되어 내부톱니바퀴(2)내로의 이물질의 침입을 방지해서 내부톱니바퀴(2), 링크(4) 및 외부톱니바퀴(5)의 회전운동을 원활하게 할 수가 있다.

상술한 크랭크암(1)에서의 구성과 같은 것이 크랭크축(35)의 타단의 크랭크암(1)에도 구성되고, 좌우한쌍의 크랭크암(1)은 크랭크축(35)에 대해 서로 180°의 회전각도차를 두고 고정된다.

상기 크랭크에서는 상기 내부톱니바퀴(2)와 외부톱니바퀴(5)의 기어비가 2 : 1이므로, 내부톱니바퀴(2)안을 외부톱니바퀴(5)가 한바퀴를 공전했을 때, 외부톱니바퀴(5)에 1회전만 자전하므로, 이 외부톱니바퀴(5)에 고정된 페달(8)은 외부톱니바퀴(5)가 한바퀴 공전했을 때, 원래의 자세로 되돌아온다.

한편, 페달(8)에 발을 올려 놓으므로해서 페달(8)은 항상 그 밟는 면(8a)을 상향으로 한 거의 수평자세로 규제된다.

그 때문에 제8도의 좌측반쪽에 표시하는 바와 같이 상기 크랭크암(1)이 연직상향의 자세 P2로부터 연직하향의 자세 P3까지의 밟는 회전영역에 들어 가면 외부톱니바퀴(5)는 내부톱니바퀴(2)의 크랭크축(35)으로부터 떨어진 크랭크암 선단쪽의 기어부(2a)(제3도(a))에서 맞물린 상태가 된다.

상술한 내부톱니바퀴(2)와 외부톱니바퀴(5)의 기어비의 관계로부터 외부톱니바퀴(5)의 반경은 내부톱니바퀴(2)의 반경의 1/2이 되므로, 크랭크축(35)의 축심으로부터 내부톱니바퀴(2)의 중심까지의 거리를 L, 내부톱니바퀴(2)의 반경을 R라고 하면, 크랭크암(1)이 앞쪽을 향하고 수평자세 Pl이 되어, 내부톱니바퀴(2)의 크랭크축(35)으로부터 가장 떨어진 기어부(22)에 맞물렸을 때의 모멘트암 MA, 즉 실질적인 크랭크암 길이는 크랭크축(35)의 축심으로부터 외부톱니바퀴(5)의 중심, 즉 페달암(7)의 고정위치까지의 거리(L+R/2)가 된다.

또, 제8도의 우측반쪽에 표시한 바와 같이, 상기 크랭크암(1)이 연직하향 일때의 자세 P3로부터 연직상향의 자세 P2까지의 밟지않는 회전영역에 들어가면, 외부톱니바퀴(5)는 내부톱니바퀴의 크랭크축(35)에 가까운 기단쪽의 기어부(2b)(제3도(a))에서 맞물린 상태가 된다.

크랭크암(1)이 뒤로 향한 상태로 수평의 자세 P4가 되었을 때의 모멘크암 MA는, 크랭크축(35)의 축심으로부터 외부톱니바퀴(5)의 중심까지의 거리(L-R/2)가 된다.

즉, 외부톱니바퀴(5)의 중심은 (L+R/2)+(L-R/2)=2L를 직경으로 하는 원 궤적을 그리며 회전한다.

페달(8)도 같은 궤적을 그리며 회전한다.

종래예에 있어서는, 상기 내부톱니바퀴(2)의 중심에 상당하는 위치에 페달을 회전자재하게 부착하고 있으므로, 페달의 궤적은 크랭크축을 중심으로 하는 반경 L의 원이된다.

따라서, 본 발명에서의 페달(8)의 궤적은 종래와 거의 같다.

이 원궤적의 반경 L에 비해 상기 밟는 회전영역에서의 모멘트암은 최대에서 외부톱니바퀴(2)의 반경 R의 1/2만큼 길어지므로 종래예에 비해, 그만큼 적은 밟는 힘으로 같은 회전구동력을 얻을 수가 있다.

또, 크랭크암(1)이 뒤로 향한 밟지 않는 회전영역(제8도의 오른쪽반의 영역)에 있을 때, 모멘트암 MA는 상기 종래예의 궤적의 반경 L에 비해 최대에서 외부톱니바퀴(5)의 반경 R의 l1/2만큼 짧게되나, 이 회전영역에서는 밟지 않으므로 문제는 없다.

이 크랭크의 경우, 페달(8)이 고정되어 있는 외부톱니바퀴(5)의 회전궤적의 중심위치(01)는, 크랭크축(35)의 축심보다도 외부톱니바퀴(5)의 반경분 R/2만큼 전방(제8도의 좌측)으로 어긋나게 되므로, 제1도의 새들(34)과 페달(8)의 관계를 종래와 같이 유지하기 위해 크랭크축(35)의 위치를 종래예의 경우보다도 상기 어긋난 분만큼 후방으로 이동시키는 것이 바람직하다.

또, 종래예에 비해 제2도의 크랭크암(1)의 길이는 내부톱니바퀴(2)의 반경분 R만큼 길어지므로, 페달(8)이나 내부톱니바퀴(2)가 지면에 닿지 않도록 크랭크축(35)의 높이를 상기 크랭크암의 길이의 증가분만큼 높게 하는 것이 바람직하다.

또, 페달(8)은 페달암(7)을 통해서 외부톱니바퀴(5)에 고정되어 있기 때문에, 외부톱니바퀴(5)의 중심위치보다 소정레벨만큼 아래위치가 되어 회전함으로, 이 페달(8)의 레벨강하분과, 상기 크랭크축(35)의 높이 상승을 가미해서 새들(34)의 높이를 조정하는 것이 바람직스럽다.

또, 이 크랭크에서는 자전거를 세웠을 때 페달(8)이 수평자세가 되지 않은 상태로 페달(8)로부터 발을 떼어도, 페달(8)은 페달암(7)을 통해서 외부톱니바퀴(5)에 대해 편심된 위치에 고정되어 있으므로, 페달(8)의 자중에 의해 외부톱니바퀴(5)는 그 중심위치보다도 아래위치에 페달(8)이 와서 그 밟는 면(8a)이 상향 수평자세가 되는 맞물림 위치까지 공전해서 정지하게 된다.

이로 인해 다시 자전거에 탔을 때, 그대로 페달(8)에 안정성있게 발을 올려놓을 수가 있다.

또, 제3도(a), (b)에 표시한 바와 같이, 크랭크암(1)에서의 내부톱니바퀴(2)의 근방부분에는 마찰부가수단인 수지제 롤러(25)가 탄성 지지부재인 금속제의 스프링재(26)를 통해서 지지되어 있다.

한편, 상기 커버(9)의 소정위치에는 상기 롤러(25)에 접촉하는 접촉편(27)이 설치되어 있다.

이들 롤러(25), 스프링재(26) 및 접촉편(27)이 내부톱니바퀴(2)와 외부톱니바퀴(5)의 톱니간의 백러시에 의한 흔들림을 보상해서 양자(2), (5)를 강제적으로 맞물리게 하는 강제 맞물림 수단을 구성한다.

상기 스프링재(26)의 일단부는 크랭크암(1)에 설치한 부착공(28)에 끼워져서 지지되어 있고, 타단부에 상기 롤러(25)가 장착되어서 상기 커버(9)의 접촉편(27)에 접촉하는 위치에 보존되어 있다.

제8도에서의 크랭크암(1)은, 연직상향의 자세 P2보다도 약간 앞쪽에 있는 위치 P5까치는 다른쪽의 크랭크암을 밟음으로인한 타성으로 회전하고, 이 위치 P5로부터 실제의 밟기가 개시된다.

상기 접촉편(27)은 크랭크암(1)이 상기 실제의 밟기 개시위치 P5의 직전에서 직후까지 이동하고 있는 동안 상기 롤러(25)에 접촉해서 스프링재(26)의 스프링력에 의해 커버(9)의 회전방향의 뒤쪽방향으로 마찰력 F를 받도록 커버(9)의 소정위치에 설치되어 있다.

상기 밟기 개시위치 P5에서 페달(8)에 밟는 힘이 작용하기 시작하면, 외부톱니바퀴(5)의 톱니의 후면이 내부톱니바퀴(2)의 톱니의 전면에 강하게 닿아 톱니가 부딪치는 염려가 있으나, 이 실시형태에서는 외부톱니바퀴(5)와 일체적으로 지축(3)주위에 회전하는 커버(9)에 상기 회전방향 뒤쪽으로의 마찰력 F를 부가함으로써, 외부톱니바퀴(5)의 톱니의 후면을 내부톱니바퀴(2)의 톱니의 전면에 미리 맞대어놓고 있다.

따라서, 상기 페달암(1)의 밟기 개시전에 미리 상기 외부톱니바퀴(5)를 상기 내부톱니바퀴(2)에 대해 밟는 힘의 전달방향으로 맞물리게 할 수 있으므로, 페달암(1)의 밟기 개시시에 외부톱니바퀴(5)가 백러시에 상당하는 분만큼 이동해서 내부톱니바퀴(2)에서 닿아서 톱니가 닿는 소리가 나는 것을 억제할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 페달 밟는 힘을 경감한 자전거에 의하면, 크랭크암의 선단에 설치한 내부톱니바퀴와 페달이 고정된 외부톱니바퀴와 맞물림에 의해 적은 밟는 힘으로 큰 회전구동력을 얻을 수가 있다.

Claims (6)

1. 차륜에 구동력을 부가하는 크랭크암의 선단에 내부톱니바퀴를 설치하고, 이 내부톱니바퀴에 맞물려 회전하는 외부톱니바퀴를 설치하며, 상기 내부톱니바퀴와 외부톱니바퀴의 기어비를 2 : 1로 설정하고, 다시 상기 크랭크암의 선단이 크랭크암의 회전중심이 되는 크랭크축으로부터 전방으로 향하고, 또 상기 내부톱니바퀴의 상기 크랭크축으로부터 떨어진 쪽의 기어부에 상기 외부톱니바퀴가 맞물린 상태에서 상기 페달의 밟는 면이 상향이고, 거의 수평자세가 되도록 페달을 상기 외부톱니바퀴에 고정한 페달 밟는 힘을 경감시킨 자전거.
2. 제1항에 있어서, 또 상기 외부톱니바퀴의 축심에 기단부가 고정되고, 외부톱니바퀴의 직경방향으로 뻗는 페달암을 구미하며, 이 페달암의 선단에 상기 페달을 고정한 밟는 힘을 경감한 자전거.
3. 제2항에 있어서, 상기 페달암은 수평인 상기 기단부와, 수평인 선단부와 이들 기단부와 선단부사이를 연결하는 연직면에 따라 뻗는 중간부를 갖는 대략 S자상으로 굴곡한 부재로 된 페달 밟는 힘을 경감한 자전거.
4. 제1항에 있어서, 상기 내부톱니바퀴의 중심위치에 회전자재로 링크를 설치하고, 이 링크에 상기 외부톱니바퀴를 회전 자재하게 설치한 페달 밟는 힘을 경감한 자전거.
5. 제4항에 있어서, 상기 내부톱니바퀴를 축방향의 한쪽의 개방된 밑바닥이 있는 상자형으로 하고, 상기 내부톱니바퀴의 개방측을 덮고 있는 커버를 상기 링크에 고정한 페달 밟는 힘을 경감한 자전거.
6. 제1항에 있어서, 상기 페달을 밟기전에 상기 외부톱니바퀴를 상기 내부톱니바퀴에 대해 밟는 힘의 전달방향으로 맞물리게 하는 강제 맞물림 수단을 구비한 페달 밟는 힘을 경감한 자전거.